DE1189337B

DE1189337B - Restricts angularly movable socket pipe connection

Info

Publication number: DE1189337B
Application number: DEB47801A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Josef Nitsche
Original assignee: BuderusSche Eisenwerke AG
Current assignee: Buderus AG
Priority date: 1958-02-11
Filing date: 1958-02-11
Publication date: 1965-03-18

Description

Beschränkt winkelbewegliche Muffenrohrverbindung Die Erfindung bezieht sich auf eine beschränkt winkelbewegliche Muffenrohrverbindung insbesondere für gußeiserne Wasser- und Gasleitungen, d. h. auf eine Verbindung zweier Rohre oder eines Rohres mit einem Rohrformstück oder zweier Rohrformstücke, bei der das eine Teil mit einer glockenartigen Erweiterung, der Muffe, das andere glatte Teil übergreift, so daß eine Dichtungskammer entsteht, die einen z. B. aus Gummi bestehenden Dichtungsring als Dichtelement aufnimmt. Die Elastizität des Dichtungsringes verleiht der Verbindung eine beschränkte Winkelbeweglichkeit in dem Sinne, daß die Rohre auch in einem gewissen Winkel zueinander verlaufen können, ohne daß die Dichtheit der Verbindung beeinträchtigt wird. Der Muffenraum ist nach außen durch einen besonderen, starren, in der Regel metallischen Ring abgeschlossen, der z. B. als Schraubring oder Flanschring ausgebildet sein kann. Das Einsteckende ist über das hintere Ende der Dichtungskammer hinaus in das Muffenende eingeschoben.The invention relates to a socket pipe joint with limited angular movement on a limited angularly movable socket pipe connection in particular for cast iron water and gas pipes, d. H. a connection between two pipes or a pipe with a pipe fitting or two pipe fittings, in which one Part with a bell-like extension, the socket, the other smooth part overlaps, so that a sealing chamber is created, which has a z. B. made of rubber sealing ring takes up as a sealing element. The elasticity of the sealing ring gives the connection a limited angular mobility in the sense that the tubes also to a certain extent Can run angles to each other without affecting the tightness of the connection will. The socket space is outwardly through a special, rigid, usually metallic ring completed, the z. B. designed as a screw ring or flange ring can be. The male end is beyond the rear of the seal chamber pushed into the socket end.

Bei solchen Muffenrohrverbindungen kann man nach der Wirkungsweise zwei Arten der Dichtung unterscheiden: die Stauchdichtung und die Quetschdichtung. Von einer Stauchdichtung spricht man, wenn die Verformung des Querschnittes des Dichtungsringes mit Hilfe einer axial beweglichen Druckfläche durch Stauchen des Profils erfolgt. Der in der Dichtungskammer liegende, ihren Raum im wesentlichen ausfüllende Dichtungsring wird dabei einem axial wirkenden Druck unterworfen, der sich in je eine Druckkomponente radial nach innen und außen auf die beiden Rohrenden verteilt. Zum Unterschied hiervon erfolgt bei der Quetschdichtung die Verformung des Querschnittes des Dichtungsringes mittels des glatten Einsteckendes, wenn dieses in das Muffenende des anderen Rohres eingeschoben wird und dabei den in den Querschnitt des glatten Einsteckendes nach innen überstehenden Teil des Dichtungsringes radial nach außen verdrängt. Mit diesem Vorgang ist ein Ausdehnen des Dichtungsringes in der Bewegungsrichtung des glatten Einsteckendes verbunden.With such socket pipe connections one can after the mode of operation distinguish between two types of seal: the upset seal and the pinch seal. One speaks of a compression seal when the deformation of the cross-section of the Sealing ring with the help of an axially movable pressure surface by upsetting the Profile takes place. The one lying in the sealing chamber, essentially its space filling sealing ring is subjected to an axially acting pressure, which into one pressure component each radially inwards and outwards on the two pipe ends distributed. In contrast to this, the pinch seal is deformed of the cross section of the sealing ring by means of the smooth insertion end, if this is inserted into the socket end of the other pipe and thereby in the cross section of the smooth insertion end inwardly protruding part of the sealing ring radially pushed outwards. With this process an expansion of the sealing ring is in the direction of movement of the smooth insertion end connected.

Die bisher bekanntgewordenen und angewendeten Muffenrohrverbindungen sind derart ausgebildet, daß sie nur entweder als Stauchabdichtung oder als Quetschabdichtung wirken. So weisen beschränkt winkelbewegliche Muffenrohrverbindungen eine in einer geeignet angeordneten und gestalteten Dichtungskammer der Muffe liegende elastische Stauchringdichtung und einen die Dichtungskammer nach außen abschließenden besonderen starren Ring auf, der so bemessen ist, daß er mit seiner dem Dichtungsring zugewandten Stirnseite zur Ausübung eines Axialdruckes entsprechend in die Dichtungskammer hineinbewegt werden kann. Dabei ist das Einsteckende über das hintere Ende der Dichtungskammer hinaus in das Muffenende eingeschoben. Als Quetschringdichtungen sind diese Ausführungen nicht verwendbar, da eine Dichtwirkung nur durch den Stauchdruck des starren Ringes auf den elastischen Dichtungsring erzielt wird.The socket pipe connections that have become known and used so far are designed in such a way that they can only be used either as a compression seal or as a pinch seal works. So have limited angularly movable socket pipe connections one in one suitably arranged and designed sealing chamber of the sleeve lying elastic Upsetting ring seal and a special one that closes off the sealing chamber from the outside rigid ring which is dimensioned so that it faces the sealing ring with its Front side accordingly moved into the sealing chamber in order to exert an axial pressure can be. The insertion end is over the rear end of the sealing chamber pushed out into the socket end. These designs are used as compression ring seals Cannot be used because the sealing effect is only due to the compression pressure of the rigid ring is achieved on the elastic sealing ring.

Eine Rohrverbindung der gleichen Gattung weist in einer nahe der Muffenöffnung angeordneten, axial langgestreckten Dichtungskammer der Muffe eine elastische Quetschringdichtung und einen die Dichtungskammer nach außen abschließenden, mit der Muffe einstückigen Bund sowie eine ringnutenartige Erweiterung der Dichtungskammer auf der Seite der Muffenöffnung vor dem Bund zur Aufnahme einer radial außen am Halteteil angeordneten Halteleiste der Quetschringdichtung auf, wobei das Einsteckende über das hintere Ende der Dichtungskammer hinaus in das Muffenende eingeschoben ist. Infolge der einstückigen Ausbildung des die Dichtungskammer nach außen abschließenden Bundes und der Muffe ist diese Verbindung nicht für Stauchringdichtungen geeignet.A pipe connection of the same type has in a near the socket opening arranged, axially elongated sealing chamber of the sleeve an elastic compression ring seal and one that closes off the sealing chamber to the outside and is integral with the sleeve Bund and a groove-like extension of the seal chamber on the side of the Socket opening in front of the collar for receiving a radially outwardly arranged on the holding part Retaining bar on the compression ring seal, with the spigot end over the rear The end of the sealing chamber is pushed into the socket end. As a result of one-piece design of the collar that closes off the sealing chamber to the outside and the socket, this connection is not suitable for compression ring seals.

Eine weitere Muffenrohrverbindung ist mit einem in einer geeignet angeordneten und gestalteten Dichtungskammer der Muffe liegenden elastischen, quetschringähnlichen Vollprofildichtungsring mit Diagonaleinschnitt und einem die Dichtungskammer nach außen abschließenden besonderen starren Ring versehen, der so bemessen ist, daß er mit seiner dem Dichtungsring zugewandten Stirnseite als Anlage gegen Herausblasen durch Leitungsdruck bis an den äußeren Rand der Dichtungskammer bewegt werden kann, wobei das Einsteckende über das hintere Ende der Dichtungskammer hinaus in das Muffenende eingeschoben ist. Der starre Ring kann nicht über den äußeren Rand in die Dichtungskammer hineinbewegt werden. Eine Stauchabdichtung ist deshalb auf diese Weise nicht möglich.Another socket pipe connection is suitable with one in one arranged and designed sealing chamber of the sleeve lying elastic, squeeze ring-like Full profile sealing ring with diagonal cut and one the sealing chamber after on the outside, a special rigid ring is provided which is dimensioned so that it with its end face facing the sealing ring as a system against blowing out can be moved by line pressure to the outer edge of the sealing chamber, the male end beyond the rear end of the sealing chamber into the socket end is inserted. The rigid ring cannot go over the outer edge are moved into the seal chamber. A compression seal is therefore on not possible this way.

Ein älterer Vorschlag bezieht sich gleichfalls auf eine beschränkt winkelbewegliche Muffenrohrverbindung, insbesondere für gußeiserne Wasser-und Gasleitungen mit einem Schraubring aus starrem Werkstoff, der mit einem elastischen Dichtungsring zusammenarbeitet, und geht dahin, daß der starre Schraubring mit dem Dichtungsring fest verbunden ist und der letztere mit Hilfe nach innen ragender Erhöhungen als Quetschringdichtung arbeitet. Infolge der festen Verbindung der beiden Ringe kann der starre Ring keinen Stauchdruck auf den elastischen Ring ausüben.An older proposal also refers to a limited one Angularly movable socket pipe connection, especially for cast iron water and gas pipes with a screw ring made of rigid material, the one with an elastic sealing ring cooperates, and goes so that the rigid screw ring with the sealing ring is firmly connected and the latter with the help of inwardly protruding elevations as The compression ring seal works. As a result of the firm connection of the two rings can the rigid ring do not exert any compression pressure on the elastic ring.

Sowohl die Quetschdichtung wie auch die Stauchdichtung weist spezifische Vor- und Nachteile auf, die also jeweils nur der einen, nicht aber auch der anderen Dichtungsart eigen sind. So kann beispielsweise jede Stauchdichtung durch Metallkanten, Kunststoffauflagen u. dgl. weitgehend dem Korrosionsverhalten des Durchflußmediums angepaßt werden. Diesen Vorteil vermag eine Quetschdichtung gleichwertig nicht zu bieten. Andererseits z. B. überbrückt eine richtig gestaltete Quetschdichtung ohne jedwede zusätzlichen Verbindungselemente ein wesentlich weiteres Toleranzfeld für den Außendurchmesser des einzuschiebenden Rohres als eine vergleichbare Stauchdichtung. Dieser Umstand ermöglicht bei der Herstellung der Rohre in Metallformen, z. B. im Schleudergießverfahren, eine weitergehende Kokillenausnutzung und senkt damit die Fertigungskosten. Außerdem bedingen Quetschdichtungen geringere Verlegekosten.Both the pinch seal and the upset seal have specific advantages and disadvantages, which are only specific to one type of seal, but not to the other type of seal. For example, each compression seal can be largely adapted to the corrosion behavior of the flow medium by means of metal edges, plastic layers and the like. A pinch seal cannot offer this advantage equally. On the other hand z. B. bridges a properly designed pinch seal without any additional connecting elements a much wider tolerance range for the outer diameter of the pipe to be inserted than a comparable compression seal. This fact allows in the manufacture of the tubes in metal molds, for. B. in the centrifugal casting process, a more extensive use of the mold and thus reduces manufacturing costs. In addition, pinch seals mean lower installation costs.

In der Praxis ist bisher jeder Dichtungsform in ihren Abarten eine eigens auf sie zugeschnittene Rohrverbindung zugeordnet. Um die Vorteile der jeweils günstigeren Dichtungsart nutzen zu können, müssen demnach zur Zeit mindestens zwei verschiedene Rohr- und Formstücktypen nicht nur gefertigt, sondern auch gelagert werden und ein entsprechend erweiterter Modell-, Werkzeug- und Vorrichtungspark bereitstehen. Darin ist ein wirtschaftlich stark belastender Mangel zu sehen.In practice, so far, each form of seal is one in its variants Pipe connections specially tailored to them are assigned. To take advantage of each To be able to use a cheaper type of seal, at least two various types of pipes and fittings are not only manufactured, but also stored and a correspondingly expanded range of models, tools and devices stand by. This can be seen as an economically very stressful deficiency.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile und besteht darin, daß zur wahlweisen Verwendung eines Quetschringes oder eines Stauchringes als Dichtungsring unter Beibehaltung der sonstigen Verbindungsteile die Dichtkammer für beide Dichtungsarten geeignet angeordnet und gestaltet ist sowie der die Dichtungskammer nach außen abschließende Ring so bemessen ist, daß er mit seiner dem Dichtungsring zugewandten Stirnseite bei Quetschringdichtungen als Anlage gegen Herausblasen durch Leitungsdruck bis an den äußeren Rand der Dichtungskammer, bei Stauchringdichtungen zur Ausübung eines Axialdruckes entsprechend tief in die Dichtungskammer hineinbewegt werden kann.The invention avoids these disadvantages and consists in that for optional use of a compression ring or a compression ring as a sealing ring The sealing chamber for both types of seals while retaining the other connecting parts is suitably arranged and designed as well as the one that closes off the sealing chamber to the outside Ring is dimensioned so that it faces with its end face facing the sealing ring in the case of compression ring seals as a system against blowing out by line pressure up to to the outer edge of the sealing chamber, in the case of compression ring seals to exercise a Axial pressure can be moved deep into the seal chamber accordingly.

Ein Vorschlag der Erfindung geht weiter dahin, daß zur Aufnahme einer radial außen am Halteteil angeordneten Halteleiste einer an sich bekannten Quetschringdichtung die Dichtungskammer zur Muffenöffnung hin eine ringnutenartige Erweiterung aufweist.A proposal of the invention is further that for receiving a A retaining strip of a per se known squeeze ring seal arranged radially on the outside of the retaining part the sealing chamber has an annular groove-like expansion towards the socket opening.

Bei Muffenrohrverbindungen, bei denen der die Dichtungskammer nach außen abschließende Ring als flanschartiger Ring vor die Stirnfläche der Muffe gesetzt und mit dieser über Schrauben verbunden ist, besteht eine weitere Ausgestaltung nach der Erfindung darin, daß der Flanschring an seinen dem Dichtungsring gegenüberliegenden Stirnflächenbereichen beiderseits derart verschieden abgesetzt ausgebildet ist, daß bei Verwendung eines Quetschringes die eine Stirnfläche mit einem Rücksprung zur Bildung der ringnutenartigen Erweiterung der Dichtungskammer dient, während bei Verwendung eines Stauchringes die andere Stirnfläche mit einem Vorsprung den S'tauchdruck auf den Dichtungsring überträgt.With socket pipe connections, where the sealing chamber after the outer ring is set as a flange-like ring in front of the end face of the socket and is connected to this via screws, there is a further embodiment according to the invention in that the flange ring on its opposite to the sealing ring End face areas on both sides are designed so differently offset, that when using a squeeze ring one end face with a recess serves to form the annular groove-like expansion of the sealing chamber, while when using an upsetting ring, the other end face with a projection S 'transfers pressure to the sealing ring.

Mit der Erfindung ist es erstmalig möglich geworden, für die gleichen Rohrverbindungsteile - lediglich unter Auswechseln des Dichtungsringes, ohne beim Wechsel der Typen zusätzliche Verbindungselemente oder die Änderung vorhandener Verbindungsteile erforderlich zu machen - entweder eine Stauchabdichtung oder eine Quetschabdichtung zu verwenden. Damit ist eine Anzahl von praktischen Vorteilen verbunden.With the invention it became possible for the first time for the same Pipe connection parts - only by replacing the sealing ring, without the Changing the types of additional fasteners or changing existing ones To make connecting parts necessary - either a compression seal or a Use pinch seal. With that there are a number of practical advantages tied together.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung dargestellt.In the drawing, various exemplary embodiments are shown in accordance with FIG Invention shown.

Die A b b. 1 bis 6 zeigen im Längsschnitt mehrere Rohrverbindungen unter Verwendung einer Quetschdichtung, während die A b b. 7 bis 12 in der gleichen Darstellung einige Verbindungen mit einer Stauchdichtung wiedergeben. Dabei ist jede Verbindung einmal in demjenigen Zustand, wo das glatte Rohrende noch nicht in die Muffe eingeschoben ist und zum andern im betriebsfertigen Zustand dargestellt. In allen Abbildungen ist das glatte Rohrende mit 1 und das Muffenende mit 2 bezeichnet. 3 ist der elastische Dichtungsring und 4 der den Muffenraum nach außen abschließende Ring.The A b b. 1 to 6 show in longitudinal section several pipe connections using a pinch seal, while the A b b. 7 to 12 show some connections with a compression seal in the same representation. Each connection is shown on the one hand in the state where the smooth pipe end has not yet been pushed into the socket and on the other hand in the ready-to-use state. In all figures, the smooth pipe end is labeled 1 and the socket end is labeled 2. 3 is the elastic sealing ring and 4 is the ring that closes off the socket space to the outside.

Bei der Abdichtung mit Quetschdichtung werden vorerst der Dichtungsring 3 und der Abschlußring 4 in die Muffe 2 eingesetzt und dann erst das glatte Rohrende 1 in beide hineingeschoben.When sealing with a pinch seal, the sealing ring 3 and the closing ring 4 are first inserted into the socket 2 and only then the smooth pipe end 1 is pushed into both.

Die A b b. 1 zeigt, daß der Dichtungsring 3 vor dem Einschieben des Rohrendes 1 zum Teil in dessen Querschnitt nach innen hineinragt. Er wird bereits von dem als Schraubring ausgebildeten Abschlußring 4 in axialer Richtung in seiner endgültigen Lage gehalten. Beim Einschieben des Rohrendes 1 wird er, wie die A b b. 2 erkennen läßt, teilweise radial nach außen verdrängt und dabei gequetscht, so daß er eine gedehnte Gestalt annimmt. Der Leitungsdruck wirkt den im Ring 3 vorhandenen Längsspannungen entgegen bzw. führt zu einem Abbau der Dehnungsspannungen.The A b b. 1 shows that the sealing ring 3 protrudes inwardly in part in its cross section before the pipe end 1 is pushed in. It is already held in its final position in the axial direction by the locking ring 4, which is designed as a screw ring. When inserting the pipe end 1 he is, as the A b b. 2 can be seen, partially displaced radially outward and squeezed in the process, so that it assumes a stretched shape. The line pressure counteracts the longitudinal stresses present in the ring 3 or leads to a reduction in the tensile stresses.

Die Ausführung gemäß A b b. 3 und 4 ist grundsätzlich ähnlich aufgebaut, nur ist der Dichtungsring 3 mit einer Halteleiste 5 versehen, die in eine entsprechende Nut 6 der Muffe einspringt. Dadurch ist eine zusätzliche Sicherung dagegen geschaffen, daß der Ring 3, sei es beim Einschieben des Rohrendes 1, sei es unter der Wirkung des Leitungsdruckes, sich axial verschiebt.The execution according to A b b. 3 and 4 are basically structured in a similar way, only the sealing ring 3 is provided with a retaining strip 5, which is in a corresponding Groove 6 of the sleeve jumps in. This creates an additional safeguard against that the ring 3, be it when inserting the pipe end 1, be it under the action of the line pressure, shifts axially.

An Stelle eines Schraubringes wird bei dem Beispiel nach A b b. 5 und 6 ein Flanschring 4, der über die Schrauben 7 am Muffenende 2 befestigt ist, verwendet. Dadurch, daß er auf der der Muffe zugekehrten Seite zurückspringt, entsteht wiederum eine Ringnut 6 zur Aufnahme der Halteleiste 5 des Dichtungsringes 3.Instead of a screw ring, in the example according to A b b. 5 and 6 a flange ring 4 which is fastened to the socket end 2 via the screws 7, used. The fact that it springs back on the side facing the sleeve is created again an annular groove 6 for receiving the retaining strip 5 of the sealing ring 3.

Die A b b. 7 bis 12 zeigen, daß genau die gleichen Rohr- und Verbindungsteile verwendet werden können, um unter Einsatz eines entsprechenden Dichtungsringes eine Stauchabdichtung zu bilden. Die Ausführung nach A b b. 7 und 8 entspricht derjenigen der A b b. 1 und 2, die nach A b b. 9 und 10 derjenigen der A b b. 3 und 4 und die nach A b b. 11 und 12 derjenigen der A b b. 5 und 6.The A b b. 7 through 12 show that exactly the same pipe and connector parts can be used to using an appropriate Sealing ring to form a compression seal. The execution according to A b b. 7 and 8 corresponds to that the A b b. 1 and 2, which according to A b b. 9 and 10 of those of A b b. 3 and 4 and the according to A b b. 11 and 12 of those of A b b. 5 and 6.

Bei Stauchabdichtungen werden zunächst der Abschlußring 4 und der Dichtungsring 3 über das glatte Rohrende 1 geschoben und dann gemeinsam mit diesem in die Muffe eingeführt. Durch Nachstellen des Ringes 4 wird der erforderliche axiale Stauchdruck auf den Ring 3 ausgeübt. Bei der Ausführung nach A b b. 11 und 12 wird die andere Stirnfläche des Ringes 4 zur Wirkung gebracht. Der hier vorhandene Vorsprung 8 greift am Dichtungsring 3 an und dient der übertragung des S'tauchdruckes.In compression seals the first closure ring 4 and the sealing ring 3 can be slid over the smooth pipe end 1, and then introduced together with the latter in the sleeve. By readjusting the ring 4 , the required axial compression pressure is exerted on the ring 3. When executing according to A b b. 11 and 12, the other end face of the ring 4 is brought into effect. The projection 8 present here engages the sealing ring 3 and serves to transmit the immersion pressure.

Claims

Claims: 1. Restricted angularly movable socket pipe connection, especially for cast iron water and gas pipes, with one in a sealing chamber the sleeve lying elastic sealing ring and a sealing chamber after outside closing special rigid ring, z. B. screw ring or flange ring, in which the male end over the rear end of the sealing chamber into the Sleeve end is inserted, characterized in that for optional use a compression ring or a compression ring as a sealing ring while maintaining of the other connecting parts, the sealing chamber is suitable for both types of sealing is arranged and designed as well as the one that closes off the sealing chamber to the outside Ring is dimensioned so that it faces with its end face facing the sealing ring in the case of compression ring seals as a system against blowing out by line pressure up to to the outer edge of the sealing chamber, in the case of compression ring seals to exercise a Axial pressure can be moved deep into the seal chamber accordingly.

2. socket pipe connection according to claim 1, characterized in that for receiving a holding bar arranged radially on the outside of the holding part of a known per se Squeeze ring seal the sealing chamber towards the socket opening an annular groove-like Has extension.

3. socket pipe connection according to claims 1 and 2, in which the sealing chamber to the outside sealing ring is set as a flange-like ring in front of the end face of the socket and connected to it via screws, characterized in that the flange ring at its end face areas opposite the sealing ring on both sides in such a way differently offset is formed that when using a squeeze ring one end face with a recess serves to form the annular groove-like expansion of the sealing chamber, while when using a compression ring the other end face with a projection transmits the upsetting pressure to the sealing ring. Documents considered: German Patent No. 63,262; Swiss Patent No. 322 005; French patents Nos. 1157 172, 1104 248, 901755, 790 020, 770 501, 531981; USA: Patent Nos. 2,398,399, 1938 286, 1683 076, 1506 654, 1083 742; Prospectus R 1157 from United States Pipe and Foundry Co. Older patents considered: German Patent No. 1129 344.